CN111652156A - 一种便携式田间玉米考种仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式田间玉米考种仪。该装置包括：包括载物台、第一图像采集装置、第二图像采集装置和控制主板；载物台用于承载玉米果穗；第一图像采集装置位于载物台的下方，第一图像采集装置用于采集玉米果穗的侧面图像；第二图像采集装置位于载物台的旁侧，第二图像采集装置用于采集玉米果穗的尾端图像；控制主板用于根据侧面图像和尾端图像确定玉米果穗表型性状数据。采用本发明的便携式田间玉米考种仪，无需转动玉米拍摄多张侧面图像并拼接，采用机器视觉技术能够快速获取玉米果穗表型性状数据，具有节省人力、效率高的优点，并且该装置轻便小巧便于携带，装置结构紧凑，方便操作人员单手操作，随身携带，在田间顺利完成玉米考种工作。
Description
技术领域
本发明涉及玉米考种技术领域，特别是涉及一种便携式田间玉米考种仪。
背景技术
玉米是重要的粮食、饲料工业原料作物。玉米果穗性状和籽粒形状是决定玉米产量的重要农艺性状，玉米的性状获取即玉米室内考种是玉米育种过程中对育种材料进行评定优劣、决定取舍的一个重要环节，而目前玉米性状测量主要采用人工测量，数据采集工作量巨大，存在速度慢、效率低、准确度差等问题，研究玉米穗粒性状自动提取技术有助于减轻育种工作者的劳动量，保证数据的客观性、准确性，提高工作效率。
目前已经有研究者用机器视觉检测玉米果穗的性状参数，将单个玉米至于旋转台，带动玉米果穗旋转，用相机拍摄果穗多个侧面并进行图像拼接，此种方法效率低，也容易损伤玉米粒。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式田间玉米考种仪，无需转动玉米拍摄多张侧面图像并拼接，具有能够快速获取玉米果穗表型性状数据，节省人力、效率高的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种玉米考种仪，包括：
载物台、第一图像采集装置、第二图像采集装置和控制主板；
所述载物台用于承载玉米果穗；
所述第一图像采集装置位于所述载物台的下方，所述第一图像采集装置用于采集所述玉米果穗的侧面图像；
所述第二图像采集装置位于所述载物台的旁侧，所述第二图像采集装置用于采集所述玉米果穗的尾端图像；
所述控制主板分别与所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接，所述控制主板用于根据所述侧面图像和所述尾端图像确定玉米果穗表型性状数据。
可选的，还包括：
称重装置；
所述称重装置位于所述载物台下方，所述称重装置与所述控制主板连接，所述称重装置用于称量所述玉米果穗的重量。
可选的，还包括：
定位装置；
所述定位装置与所述控制主板连接，所述定位装置用于对玉米果穗的地理位置进行定位。
可选的，还包括：
RFID读写模块；
所述RFID读写模块与所述控制主板连接，所述RFID读写模块用于将所述玉米果穗表型性状数据、所述玉米果穗的重量和所述玉米果穗的定位信息写入RFID标签。
可选的，还包括：
显示装置；
所述显示装置与所述控制主板连接，所述显示装置用于显示所述玉米果穗的侧面图像、所述玉米果穗的尾端图像和玉米果穗表型性状数据。
可选的，还包括：
供电装置；
所述供电装置分别与所述第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述控制主板、所述称重装置、所述定位装置、所述RFID读写模块和所述显示装置连接。
可选的，
所述第一图像采集装置，具体包括：
第一CCD面阵相机和在所述第一CCD面阵相机的两侧设置的第一LED光源；
所述第二图像采集装置，具体包括：
第二CCD面阵相机和在所述第二CCD面阵相机的两侧设置的第二LED光源。
可选的，
所述称重装置，具体包括：
称重传感器和支撑架；
所述称重传感器设置在所述支撑架上，所述称重传感器用于称量所述玉米果穗的重量；所述支撑架用于支撑所述载物台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种便携式田间玉米考种仪，包括载物台、第一图像采集装置、第二图像采集装置和控制主板；载物台用于承载玉米果穗；第一图像采集装置位于载物台的下方，第一图像采集装置用于采集玉米果穗的侧面图像；第二图像采集装置位于载物台的旁侧，第二图像采集装置用于采集玉米果穗的尾端图像；控制主板用于根据侧面图像和尾端图像确定玉米果穗表型性状数据。本发明的便携式田间玉米考种仪，无需转动玉米拍摄多张侧面图像并拼接，采用机器视觉技术能够快速获取玉米果穗表型性状数据，具有节省人力、效率高的优点，并且该考种仪轻便小巧便于携带，考种仪结构紧凑，方便操作人员单手操作，随身携带，在田间顺利完成玉米考种工作。
此外，本发明提出的一种便携式田间玉米考种仪，由于采用定位模块，能够准确记录玉米果穗种植的地理位置，便于制种人员记录和查询对应的农事活动。由于采用RFID技术，能够实时将考种仪测量得到的玉米果穗的完整信息写入RFID标签，便于存储和查找。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中便携式田间玉米考种仪主视图；
图2为本发明实施例中便携式田间玉米考种仪左视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种便携式田间玉米考种仪，无需转动玉米拍摄多张侧面图像并拼接，具有能够快速获取玉米果穗表型性状数据，节省人力、效率高的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种便携式田间玉米考种仪，包括：载物台4、第一图像采集装置5、第二图像采集装置6、控制主板7、称重装置2、定位装置8、RFID读写模块9、显示装置1和供电装置3。
载物台4是方槽形透明载物台4，载物台4用于承载玉米果穗。
第一图像采集装置5位于载物台4的下方，第一图像采集装置5用于采集玉米果穗的侧面俯视图图像；第二图像采集装置6位于载物台4的右端外侧，第二图像采集装置6用于采集玉米果穗的尾端右视图图像。第一图像采集装置5包括：第一CCD面阵相机和在第一CCD面阵相机的两侧设置的第一LED光源。第二图像采集装置6包括：第二CCD面阵相机和在第二CCD面阵相机的两侧设置的第二LED光源。控制主板7分别与第一图像采集装置5和第二图像采集装置6连接，控制主板7用于根据侧面图像和尾端图像确定玉米果穗表型性状数据。
如图2所示，称重装置2位于载物台4下方，称重装置2与控制主板7连接，称重装置2用于称量玉米果穗的重量。称重装置2包括：称重传感器和支撑架。称重传感器设置在支撑架上，称重传感器用于称量玉米果穗的重量；支撑架用于支撑载物台4。
定位装置8与控制主板7连接，定位装置8用于对玉米果穗的地理位置进行定位。定位装置8为GNSS定位模块。
RFID读写模块9与控制主板7连接，RFID读写模块9用于将玉米果穗表型性状数据、玉米果穗的重量和玉米果穗的定位信息写入RFID标签。
显示装置1与控制主板7连接，显示装置1用于显示玉米果穗的侧面图像、玉米果穗的尾端图像和玉米果穗表型性状数据，同时接受指令和信息输入，能够输入当前玉米品种、农艺、农事活动。显示装置1为交互式显示屏。
供电装置3分别与第一图像采集装置5、第二图像采集装置6、控制主板7、称重装置2、定位装置8、RFID读写模块9和显示装置1连接。供电装置3为电池。
在对考种仪进行操作时，方法步骤如下：
步骤一：确认电池电量充足，确认数据存储卡空间足够，电池放入电池仓，数据存储卡插入卡槽；
步骤二：开机后确认各工作部件工作正常，静置3-5分钟确认GNSS定位模块搜星正常；
步骤三：携带本发明的考种仪至待测玉米植株种植处，将玉米果穗皮全部去除，放置于透明载物台上，玉米果穗尾端朝内并紧靠底壁，关闭载物台舱门，制造暗箱环境防止外界光线干扰；
步骤四：点击交互式显示屏开始按钮，由控制主板给出信号并驱动位于载物台支撑架上的称重传感器，传感器测量出玉米果穗质量；
步骤五：由控制主板给出信号并驱动两个CCD面阵相机两侧对称布置的LED光源点亮，同时驱动两个CCD面阵相机分别拍摄获取玉米果穗的俯视图和右视图；
步骤六：数据存储设备接收两个CCD面阵相机采集的图像，处理器依据数字图像处理原理对获取的玉米果穗俯视图和右视图图像进行处理，计算并存储玉米果穗的穗长、玉米粒行数、每行玉米粒数、秃顶长度；
步骤七：GNSS定位模块解算出并存储当前玉米植株所在位置的经纬度坐标；
步骤八：RFID读写模块读取数据存储设备中当前玉米果穗表型性状数据测量结果，并将该条数据写入到附着于玉米果穗的RFID标签中。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种玉米考种仪，其特征在于，包括：
载物台、第一图像采集装置、第二图像采集装置和控制主板；
所述载物台用于承载玉米果穗；
所述第一图像采集装置位于所述载物台的下方，所述第一图像采集装置用于采集所述玉米果穗的侧面图像；
所述第二图像采集装置位于所述载物台的旁侧，所述第二图像采集装置用于采集所述玉米果穗的尾端图像；
所述控制主板分别与所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接，所述控制主板用于根据所述侧面图像和所述尾端图像确定玉米果穗表型性状数据。
2.根据权利要求1所述的玉米考种仪，其特征在于，还包括：
称重装置；
所述称重装置位于所述载物台下方，所述称重装置与所述控制主板连接，所述称重装置用于称量所述玉米果穗的重量。
3.根据权利要求2所述的玉米考种仪，其特征在于，还包括：
定位装置；
所述定位装置与所述控制主板连接，所述定位装置用于对玉米果穗的地理位置进行定位。
4.根据权利要求3所述的玉米考种仪，其特征在于，还包括：
RFID读写模块；
所述RFID读写模块与所述控制主板连接，所述RFID读写模块用于将所述玉米果穗表型性状数据、所述玉米果穗的重量和所述玉米果穗的定位信息写入RFID标签。
5.根据权利要求4所述的玉米考种仪，其特征在于，还包括：
显示装置；
所述显示装置与所述控制主板连接，所述显示装置用于显示所述玉米果穗的侧面图像、所述玉米果穗的尾端图像和玉米果穗表型性状数据。
6.根据权利要求5所述的玉米考种仪，其特征在于，还包括：
供电装置；
所述供电装置分别与所述第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述控制主板、所述称重装置、所述定位装置、所述RFID读写模块和所述显示装置连接。
7.根据权利要求1所述的玉米考种仪，其特征在于，
所述第一图像采集装置，具体包括：
第一CCD面阵相机和在所述第一CCD面阵相机的两侧设置的第一LED光源；
所述第二图像采集装置，具体包括：
第二CCD面阵相机和在所述第二CCD面阵相机的两侧设置的第二LED光源。
8.根据权利要求2所述的玉米考种仪，其特征在于，
所述称重装置，具体包括：
称重传感器和支撑架；
所述称重传感器设置在所述支撑架上，所述称重传感器用于称量所述玉米果穗的重量；所述支撑架用于支撑所述载物台。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200911 |